KR20010072366A - Method and device for controlling a railway vehicle steered elements - Google Patents

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KR20010072366A
KR20010072366A KR1020017001716A KR20017001716A KR20010072366A KR 20010072366 A KR20010072366 A KR 20010072366A KR 1020017001716 A KR1020017001716 A KR 1020017001716A KR 20017001716 A KR20017001716 A KR 20017001716A KR 20010072366 A KR20010072366 A KR 20010072366A
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로렌트 해자드
프레데리크 반탈론
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제이. 고띠어, 소피 코이그넷
알스톰
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    • B61RAILWAYS
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    • B61F5/00Constructional details of bogies; Connections between bogies and vehicle underframes; Arrangements or devices for adjusting or allowing self-adjustment of wheel axles or bogies when rounding curves
    • B61F5/02Arrangements permitting limited transverse relative movements between vehicle underframe or bolster and bogie; Connections between underframes and bogies
    • B61F5/22Guiding of the vehicle underframes with respect to the bogies

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Abstract

본 발명은 차량에 탑승한체 관성값을 측정함에 의해 철로 트랙을 기술하는 지오메트리 특성을 계산하는 단계와 파일롯 소자용 파일롯 규칙을 수행하는 단계로 이루어지는 철도 차량 스티어링 소자를 제어하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 이전에 트레이닝으로부터 기인한 데이터베이스(16)에 저장된 계산된 지오메트리 특성을 비교함에 의해 동작중인 철도 트랙상에 차량을 위치시키는 단계와, 데이터베이(16)로부터 다음 커브에 대응하는 지오메트리 특성을 검색하는 단계와, 검색된 특성으로부터 파일롯 소자용 파일롯팅 지시를 미리 수행하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for controlling a railway vehicle steering element comprising the step of calculating geometry characteristics describing a rail track by performing a vehicle inertia value and performing a pilot rule for a pilot element. The present invention provides a method of positioning a vehicle on an operating railroad track by comparing calculated geometry characteristics previously stored in a database 16 resulting from training, and from the database 16 the geometry characteristics corresponding to the next curve. And performing a piloting instruction for the pilot element in advance from the retrieved characteristic.

Description

레일 차량의 조정 소자를 제어하는 방법 및 장치{METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING A RAILWAY VEHICLE STEERED ELEMENTS}METHOD AND DEVICE FOR CONTROLLING A RAILWAY VEHICLE STEERED ELEMENTS}

현재, 틸팅(tilting) 차량의 경사를 제어하는 제어 소자를 제어하는데 본질적으로 사용되는 레일 차량의 제어 소자를 제어하기 위한 2가지 주요한 기술이 있다.At present, there are two main techniques for controlling the control element of a rail vehicle which is essentially used to control the control element that controls the tilt of the tilting vehicle.

제1 기술은 관성값, 특히 횡(transverse) 가속, 차량의 롤(roll) 속도 및 보기(bogie)의 여(yaw) 속도를 측정하며, 이들 값으로부터 차량이 횡단하는 트랙을 기술하는(descriptive) 지리적 특성을 계산하며, 이들 제어 특성으로부터, 틸팅 기차의 경우의 경사각과 같은 제어 설정 포인트를 발생시키는 것으로 이루어진다.The first technique measures the values of inertia, in particular transverse acceleration, the roll speed of the vehicle and the yaw velocity of the bogie, and from these values describes the tracks the vehicle traverses. The geographical characteristics are calculated and from these control characteristics, a control set point is generated, such as the inclination angle in the case of a tilting train.

상기 기술은 비교적 정확한 각도 설정 포인트를 발생시킨다. 그러나, 차량의 경사가 차량이 빠져나가는 커브와 일치하지 않기 때문에, 관성값, 또는 각각의 차량체를 구비하며 각도 설정 포인트가 전송되는 틸트 구동 시스템의 동작에 의해 발생되는 시간 지연의 처리가 가지고 있는 시간 지연을 고려하지 못한다는 점에서많은 결점을 가진다.The technique produces a relatively accurate angle set point. However, since the inclination of the vehicle does not coincide with the curve from which the vehicle exits, the inertia value, or the processing of the time delay caused by the operation of the tilt drive system provided with the respective vehicle body and the angle set point is transmitted, has a There are many drawbacks in that it does not take into account time delays.

시간 지연은 앞에 모터 차량이 있는 기차의 경우 160kph 속도가 명확히 수용가능할 수 있다.The time delay may be clearly acceptable for speeds of 160 kph for trains with motor vehicles ahead.

상기 단점을 극복하도록 개발된 종래의 다른 기술은 횡단하며 제어 설정 포인트- 특히 이런 시스템의 동작에 고유한 시간 지연을 보상하기 위하여 미리 틸트 시스템의 경우 경사 각도 설정 포인트- 를 전송하는 트랙상에서의 레일 차량의 위치를 정확히 결정하기 위한 비콘(beacon)을 갖는 레일 트랙을 구비하여 이루어진다.Another conventional technique developed to overcome this drawback is a rail vehicle on a track which traverses and transmits a control set point, in particular a tilt angle set point in the case of a tilt system in order to compensate for the time delay inherent in the operation of such a system. Rail tracks with beacons for accurately determining the position of the < RTI ID = 0.0 >

상기 틸팅 기술은 차량의 승객이 빠져나가는 커브와 일치되는 틸팅이 적용될 수 있기 때문에 당하게 되는 원심력을 효율적으로 보상한다. 그럼에도 불구하고, 틸트 모드에서의 동작이 인증되는 레일 네트워크의 모든 트랙이 비콘을 구비해야할 필요가 있는 단점과 따라서 그 비용이 엄청나게 된다.The tilting technique effectively compensates for centrifugal forces encountered because tilting that matches the curve that the passenger of the vehicle exits can be applied. Nevertheless, the disadvantage is that all tracks of the rail network for which operation in tilt mode is authenticated need to be equipped with beacons and therefore the cost is enormous.

더욱이, 이 기술은 비콘을 갖추지 않은 네트워크의 부분들을 사용할 수 없게 된다.Moreover, the technology will not be able to use parts of the network that are not equipped with beacons.

본 발명은 레일 차량의 제어 소자를 제어하는 방법 및 장치에 관한 것으로, 특히 승객의 편의를 개선하고자 하는 소자를 제어하는 방법에 관한 것이며, 또한 이 방법을 구현하기 위해 개조되는 제어 소자용 제어 디바이스에 관한 것이다.The present invention relates to a method and an apparatus for controlling a control element of a rail vehicle, and more particularly, to a method for controlling an element for improving passenger comfort, and also to a control device for a control element adapted to implement the method. It is about.

도 1은 본 발명에 따르는 제어 방법이 틸팅 차량의 틸트를 제어하는데 적용될 때 레일 차량의 승객에 인가된 원심력을 보상하는 원리를 도시한 도.1 shows the principle of compensating the centrifugal force applied to a passenger of a rail vehicle when the control method according to the invention is applied to control the tilt of the tilting vehicle.

도 2는 제어 소자를 제어하기 위해 본 발명에 따르는 제어 장치를 도시한 블럭도.2 is a block diagram illustrating a control device according to the invention for controlling the control element.

도 3은 본 발명에 따르는 제어 방법의 주요면을 도시한 플로우챠트.3 is a flow chart showing the main aspects of the control method according to the invention.

본 발명의 목적은 제어 소자가 미리 제어되게 하는 레일 차량의 제어 소자를 제어하여 이들의 반응이 부가적인 레일 트랙 설비를 반드시 필요로 하지 않고 레일 트랙의 지오메트리에 일치되게 되며 단순하고 경제적으로 구현되게 하는 방법을 제안함에 의해 이들 결점을 극복하는 것이다.An object of the present invention is to control the control elements of a rail vehicle, which allows the control elements to be pre-controlled so that their response is not necessarily required for additional rail track arrangements, but is matched to the geometry of the rail tracks and is implemented simply and economically. Overcoming these shortcomings by suggesting a method.

따라서, 본 발명은, 레일 트랙의 기술적 지오메트리 특성이 차량에 타서 관성값을 측정함에 의해 계산되며 상기 제어 소자용 제어 설정 포인트가 상기 특성으로부터 발생되는 레일 차량의 제어 소자를 제어하는 방법에 있어서, 상기 계산된 지오메트리 특성과 데이터베이스에 저장되며 학습 프로세스에 의해 얻어지는 지오메트리 특성을 비교함에 의해 횡단하는 레일 트랙상의 차량 위치를 결정하는 단계; 상기 데이터베이스로부터 다음 커브에 대응하는 지오메트리 특성을 추출하는 단계; 및 상기 추출된 특성으로부터 상기 제어 소자용 제어 설정 포인트를 미리 발생시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.Accordingly, the present invention provides a method of controlling a control element of a rail vehicle in which the technical geometry characteristic of the rail track is calculated by burning the vehicle and measuring the inertia value and the control set point for the control element is generated from the characteristic. Determining a vehicle position on the traversing rail track by comparing the calculated geometry characteristic with the geometry characteristic stored in the database and obtained by the learning process; Extracting geometry characteristics corresponding to a next curve from the database; And generating a control set point for the control element from the extracted characteristic in advance.

본 발명에 따른 방법은, 다음의 하나 이상의 특징들, 이들 특징 각각 또는 기술적으로 가능한 모든 조합을 더욱 포함할 수 있다:The method according to the invention may further comprise one or more of the following features, each of these features or all technically possible combinations:

제어 소자의 제어 설정 포인트를 발생시키기 전에, 계산된 지오메트리 특성들 중 적어도 하나는 상기 데이터베이스로부터 추출된 각각의 데이터로부터 발생된 레일 차량의 위치를 유효화하며 레일 차량의 추정 위치에 대응하기 위한 윈도우와 비교되고, 계산된 지오메트리 특성과 유효 윈도우간에 어떠한 일치도 없다면 제어 소자용 제어 설정 포인트가 계산된 지오메트리 특성으로부터 발생됨;Before generating the control set point of the control element, at least one of the calculated geometry characteristics validates the position of the rail vehicle generated from each data extracted from the database and compares it with a window corresponding to the estimated position of the rail vehicle. And if there is no match between the calculated geometry characteristic and the effective window, a control set point for the control element is generated from the calculated geometry characteristic;

계산된 지오메트리 특성과 데이터베이스에 저장된 특성을 비교하며 레일 차량의 측정된 속도로부터 다음 커브에 대한 거리 및 데이터베이스로부터 추출된 상기 커브에 선행하는 직선 부분의 길이를 계산함에 의해 차량이 횡단하는 레일 트랙을 식별하는 단계를 포함하는 차량의 위치 결정 단계;The rail tracks the vehicle traverses are identified by comparing the calculated geometry characteristics with those stored in the database and calculating the distance to the next curve from the measured velocity of the rail vehicle and the length of the straight portion preceding the curve extracted from the database. Determining a location of the vehicle;

커브를 타고 넘어가는 동안 계산된 지오메트리 특성과 데이터베이스에 저장된 특성을 비교함에 의해 레일 트랙상의 차량의 위치가 정정되는 각각의 커브를 적어도 두는 단계;Placing at least each curve in which the position of the vehicle on the rail track is corrected by comparing the geometry characteristics calculated while traversing the curve and the characteristics stored in the database;

상기 제어 소자의 동작에서 발생된 시간 지연의 보상을 가능하게 하는 시간에서 레일 차량의 각각의 차를 구비하며 차량에서 각각의 차의 위치에 의존하는 제어 소자에 제어 설정 포인트를 전송하는 단계를 포함함;Transmitting a control set point to a control element having respective differences in the rail vehicle and dependent on the position of each vehicle in the vehicle at a time that enables compensation of a time delay incurred in operation of the control element. ;

상기 제어 소자는 액티브 써스펜션의 소자임;The control element is an element of an active suspension;

상기 제어 소자는 보기의 배향가능한 축의 위치를 제어하는 소자임;The control element is an element that controls the position of the oriented axis of the bogie;

상기 제어 소자는 틸팅 레일 차량의 틸트를 제어하는 소자이며, 제어 설정 포인트는 경사각 설정 포인트임; 및The control element is an element for controlling the tilt of the tilting rail vehicle, and the control set point is an inclination angle set point; And

데이터베이스로부터 추출된 각각의 커브용 레일 차량의 경사에 대한 하중 계수가 각도 설정 포인트에 인가됨.The load factor for the slope of each curve rail vehicle extracted from the database is applied to the angle set point.

본 발명은 또한 관성값을 측정하기 위한 수단, 및 차량이 측정된 관성값으로부터 횡단하는 레일 트랙의 기술적 지오메트리 특성을 계산하며 계산된 지오메트리 특성으로부터 제어 소자용 제어 설정 포인트를 발생시키도록 개조된 컴퓨터를 포함하는 레일 차량의 제어 소자를 제어하기 위한 장치에 있어서, 상기 컴퓨터가 이에 저정된 데이터베이스에 저장되며 학습 프로세스에 의해 미리 얻어진 지오메트리 특성과 계산된 지오메트리 특성을 비교함에 의해 레일 차량의 위치를 결정하기 위한 수단을 포함하며, 다음 커브에 대응하는 제어 설정 포인트 또는 포인트들을 발생시키는데 사용되는 상기 관성값은 상기 제어 소자가 상기 커브와 일치하도록 제어하기 위하여 데이터베이스로부터 추출된 커브의 특성으로부터 미리 발생되는 것을 특징으로 한다.The invention also provides a means adapted for measuring the inertia value, and a computer adapted to calculate the technical geometry characteristic of the rail track the vehicle traverses from the measured inertia value and to generate a control set point for the control element from the calculated geometry characteristic. An apparatus for controlling a control element of a rail vehicle, comprising: a computer stored in a database stored therein for determining the position of a rail vehicle by comparing calculated geometry characteristics with geometry characteristics previously obtained by a learning process; Means for generating a control set point or points corresponding to a next curve, wherein said inertia value is generated in advance from a characteristic of a curve extracted from a database to control said control element to coincide with said curve. do .

본 발명에 따르는 장치는 다음의 하나 이상의 특징들, 각각의 특징 또는 기술적으로 가능한 조합을 포함할 수 있다:The device according to the invention may comprise one or more of the following features, each of the features or a technically possible combination:

제어 소자는 틸팅 레일 차량의 경사를 제어하는 소자이며, 제어 설정 포인트는 레일 차량용 경사각 설정 포인트이다;The control element is an element for controlling the inclination of the tilting rail vehicle, and the control set point is the inclination angle set point for the rail vehicle;

제어 소자는 액티브 횡 써스펜션의 소자이다; 및The control element is an element of the active transverse suspension; And

제어 소자는 보기의 배향가능한 축의 위치를 제어하는 소자이다.The control element is an element that controls the position of the orientable axis of the bogie.

다른 특징 및 이점은 본 발명에 따르는 제어 방법의 일 실시예의 여러 응용에 대한 다음 설명에서 주어지며, 이 설명은 첨부된 도면을 참고로 예시로서만 주어진다.Other features and advantages are given in the following description of various applications of one embodiment of the control method according to the invention, which description is given by way of example only with reference to the accompanying drawings.

도 1은 틸팅 차량의 틸트를 제어하기 위해 적용되는 본 발명에 따르는 방법의 일 실시예를 도시한다. 도 1은 각도 α에서 캔트(cant) d를 갖는 레일 트랙에서 커브를 타고넘는 레일 차량(10)의 정면도이다.1 shows one embodiment of a method according to the invention which is applied for controlling the tilt of a tilting vehicle. 1 is a front view of a rail vehicle 10 traversing a curve in a rail track with cant d at an angle α.

차량(10) 및 특히 이에 탑승한 승객에는 중력에 기인한 가속도 g와 원심력V2/R이 가해지며, 여기서, V 및 R은 차량의 속도 및 타고넘는 커브의 곡율 반경을 각각 나타낸다.The vehicle 10 and in particular a passenger boarding it are subjected to accelerations g and centrifugal forces V 2 / R due to gravity, where V and R represent the speed of the vehicle and the radius of curvature of the curve that is riding over, respectively.

승객에 가해지는 전체 힘 F는 중력 및 원심력에 기인한 가속도의 합계이다.The total force F exerted on the passenger is the sum of the accelerations due to gravity and centrifugal forces.

차량(10)에 대해 고정된 축(x,y)의 시스템을 가정할 때, 힘 F는 승객에게 불편함을 제공하며 움직임 이상을 초래할 수 있는 제1 횡 성분 FX및 트랙의 평면에 수직한 방향에서 작용하며 승객에 다소 수용가능한 제2 성분 Fy를 가짐이 명확하게 된다.Assuming a system of fixed axes (x, y) relative to the vehicle 10, the force F is perpendicular to the plane of the track and the first transverse component F X which may cause discomfort to the passenger and cause abnormal movements. It is evident that the second component F y acts in the direction and is somewhat acceptable to the passenger.

저속에서, 레일 트랙의 캔트는 중력에 기인한 가속도의 효과에 의해 승객에 인가된 전체 힘 F의 횡 성분을 제한하는데 충분하다.At low speeds, the cant of the rail track is sufficient to limit the transverse component of the total force F applied to the passenger by the effect of acceleration due to gravity.

고속에서, 틸팅 레일 차량은 커브의 내부를 향해 틸팅됨에 의해 상보 보상이 적용되어 중력의 작용이 차량의 속도에 의존하여 승객에 인가된 전체 힘의 횡 성분을 단지 감소시키거나 또는 더욱 삭제하게 된다.At high speeds, the tilting rail vehicle is complimented by tilting towards the interior of the curve so that the action of gravity only reduces or further eliminates the transverse component of the total force applied to the passenger, depending on the speed of the vehicle.

도 2는 본 발명에 따르는 제어 장치의 블럭도이다.2 is a block diagram of a control device according to the present invention.

도 2에 도시된 바와 같이, 제어 장치는 관성값, 특히 횡 가속도, 롤 레이트, 및 적용가능한 곳에서 차량의 보기의 여 레이트를 측정하기 위한 수단(12)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the control device comprises means 12 for measuring inertia values, in particular lateral acceleration, roll rate, and the rate of view of the vehicle's view where applicable.

측정 수단(12)은 레일 트랙이 횡단하는 트랙의 기술적 지오메트리 특성을 계산하기 위한 알고리즘이 저장된 컴퓨터에 연결된다. 이 알고리즘은 종래의 것이다. 따라서, 이하 상세히 설명되지 않는다. 그러나, 관성값으로부터 트랙의 지오메트리 특성, 특히 캔트 및 타고넘는 커브의 곡률의 반경과 차량의 속도로부터의 스큐(skew)을 계산하도록 개조됨에 유의해야 한다.The measuring means 12 are connected to a computer in which an algorithm is stored for calculating the technical geometric characteristics of the track the rail track traverses. This algorithm is conventional. Therefore, it is not described in detail below. However, it should be noted that it is adapted to calculate the geometry characteristics of the track from the inertia values, in particular the radius of curvature of the cant and riding curves and the skew from the speed of the vehicle.

컴퓨터(14)는 틸팅 모드에서의 동작이 인증되며 레일 차량이 횡단하는 트랙이 속하는 레일 네트워크의 레일 트랙상에서 레일 차량이 횡단함에 의해 미리 수행되는 수행되는 학습 프로세스에 의해 얻어진 기술적 지오메트리 특성에 대응하며 상기 특성을 계산하는데 사용되는 관성값을 측정하며 이를 계산하여 저장되는 데이터베이스(16)와 연관된다.The computer 14 corresponds to technical geometry characteristics obtained by a learning process which is performed in advance by the rail vehicle traversing on a rail track of a rail network to which the operation in the tilting mode is authorized and to which the rail vehicle traverses. The inertia value used to calculate the characteristic is measured and associated with the database 16 where it is calculated and stored.

따라서, 특히, 제어 장치(10)를 제어 틸팅에 제공하는 경우에, 데이터베이스(16)는 틸팅 동작이 실행가능한 모든 트랙의 정확한 지오메트리 기술을 포함한다.Thus, in particular in the case of providing the control device 10 for control tilting, the database 16 includes an accurate geometry description of all tracks on which the tilting operation is feasible.

본 발명에 따르는 제어 장치의 일반적인 동작을 정의하는 플로우챠트인 도 3을 참조로 이하 설명될 바와 같이, 컴퓨터(14)는 계산된 지오메트리 특성과 횡단하고 있는 레일 트랙을 식별하며 트랙상의 레일 차량의 위치를 정확히 결정하기 위하여 데이터베이스에 저장된 특성을 비교한다.As will be described below with reference to FIG. 3, which is a flowchart defining the general operation of the control device according to the invention, the computer 14 identifies the calculated geometry characteristics and the rail track traversing and locates the rail vehicle on the track. Compare the properties stored in the database to determine exactly

이런 위치에 기초하여, 컴퓨터(14)는 차량에 의해 타고넘게 될 다음 커브에 대응하는 지오메트리 특성을 데이터베이스로부터 추출하며 이들 값을 계산하여 제어 소자용 제어 설정 포인트를 계산한다. 따라서, 제어 장치를 제어 틸팅에 적용하는 특정 예에서, 컴퓨터(14)는 승객의 편의를 개선하기 위해 차량의 최적 틸트각 θ를 계산한다.Based on this position, the computer 14 extracts from the database geometry characteristics corresponding to the next curve to be taken over by the vehicle and calculates these values to calculate the control set points for the control elements. Thus, in a particular example of applying the control device to the control tilting, the computer 14 calculates the optimum tilt angle θ of the vehicle to improve passenger comfort.

도 3은 제1 단계 18에서 컴퓨터(14)가 측정 수단(12)으로부터 관성값을 수신하며 종래의 알고리즘을 사용하여 이들 값으로부터 횡단하는 트랙의 일부의 지오메트리 특성을 계산하는 것을 도시한다.3 shows that in a first step 18 the computer 14 receives inertia values from the measuring means 12 and calculates the geometric characteristics of the part of the track traversing from these values using conventional algorithms.

다음 단계 20에서는 계산된 특성과 차량이 횡단하는 트랙을 식별하기 위하여 데이터베이스에 저장된 특성을 비교한다.In the next step 20, the calculated characteristics are compared with the characteristics stored in the database to identify the track the vehicle traverses.

더욱 특히, 단계 20동안 컴퓨터(14)는 선행하는 3개의 커브를 타고넘을 때 얻어진 특성과 데이터베이스(16)에 저장된 데이터를 비교한다.More particularly, during step 20 the computer 14 compares the data obtained in the database 16 with the characteristics obtained when riding over the preceding three curves.

트랙이 식별된 후, 다음 단계 22 동안 컴퓨터(14)는 차량의 속도를 통합함에 의해 다음 커브로부터 및 횡단하고 있는 커브를 선행하는 직선부의 길이로부터 차량의 거리를 계산한다.After the track is identified, during the next step 22 the computer 14 calculates the distance of the vehicle from the next curve and from the length of the straight portion preceding the traversing curve by integrating the speed of the vehicle.

다음 커브에 대응하는 지오메트리 특성은 데이터베이스로부터 추출된다(단계 24).Geometry properties corresponding to the next curve are extracted from the database (step 24).

다음 단계 26 동안, 위치는 커브의 하나 이상 계산된 지오메트리 특성과 유효 윈도우를 비교함에 의해 검증된다.During the next step 26, the position is verified by comparing the effective window with one or more calculated geometry characteristics of the curve.

윈도우는 데이터베이스로부터 추출되는 지오메트리 특성으로부터 발생되며 차량의 위치에 대응한다.The window is generated from geometry properties extracted from the database and corresponds to the location of the vehicle.

계산된 특성이 유효 윈도우 내에 있다면, 즉 차량이 정확하게 위치된다면, 다음 단계 28 동안, 단계 24 동안 데이터베이스로부터 추출된 지오메트리 특성은 제어 설정 포인트를 계산하는데 사용된다.If the calculated characteristic is within the valid window, ie if the vehicle is correctly positioned, then during the next step 28, the geometry characteristic extracted from the database during step 24 is used to calculate the control set point.

틸팅 차량의 틸트를 제어하기 위해 본 발명에 따르는 제어 방법을 사용하는 특정 경우에, 단계 28에서 계산된 제어 설정 포인트는 경사각 설정 포인트이다.In the particular case of using the control method according to the invention to control the tilt of the tilting vehicle, the control set point calculated in step 28 is the tilt angle set point.

각도 설정 포인트 θ는 중력 및 원심력에 기인한 가속도의 횡 성분의 대수합에 비례하며, 다음의 수학식 1으로부터 얻어진다:The angle set point θ is proportional to the algebraic sum of the transverse components of acceleration due to gravity and centrifugal force, and is obtained from the following equation:

여기서, 이전에 언급한 바와 같이,Where, as previously mentioned,

V는 차량의 속도이며,V is the speed of the vehicle,

R은 데이터베이스로부터 추출되며 타고넘는 커브의 곡률반경이며,R is the radius of curvature of the curves extracted from the database.

α는 레일의 캔트의 각도이며,α is the angle of the cant of the rail,

K는 비례 계수이다.K is a proportional coefficient.

캔트 각도 α는 반드시 작아야하며, 상기 방정식은 또한 다음 수학식 2일 수 있다:The cant angle α must be small and the equation can also be:

여기서 d는 밀리미터의 캔트이며, 수 1500은 레일들간의 밀리미터 거리이다.Where d is the cant in millimeters and the number 1500 is the millimeter distance between the rails.

각도 설정 포인트가 승객의 편의를 개선하기 위해 이전 단계 28동안 계산될 때, 특히 작은 곡률반경을 갖는 커브의 경우, 데이터베이스(16)로부터 추출된 하중 계수는 비례의 계수 K를 적용함에 의해 각각의 커브용 차량의 틸트에 바람직하게 적용된다.When the angle set point is calculated during the previous step 28 to improve passenger comfort, especially for curves with small radius of curvature, the load coefficients extracted from the database 16 are applied to each curve by applying a proportional coefficient K. It is preferably applied to the tilt of the vehicle.

설정 포인트는 이런 시스템의 동작시, 즉 차량이 커브를 타고넘기 시작하기전에 발생된 시간 지연을 보상하는 시간에서 차를 틸트하기 위해 레일 차량의 각각의 차를 구비한 구동 시스템에 차량에서의 각각의 차의 위치에 따라 전송된다(단계 30).The set point is determined by the operation of such a system, i.e. each vehicle in the vehicle with a drive system equipped with each car of the rail vehicle to tilt the car at a time that compensates for the time delay incurred before the vehicle starts to cross the curve. It is transmitted according to the position of the car (step 30).

한편, 계산된 특성이, 이전 단계 20 및 22에서 결정된 위치가 부정확함을 나타내는 유효 윈도우 외부에 있다면, 커브의 계산된 특성은 상기 수학식 2를 사용하여 단계 32에서 각도 설정 포인트를 계산하는데 사용된다. 이들은 차량의 틸팅을 제어하기 위하여 구동 시스템에 즉시 전송된다.On the other hand, if the calculated characteristic is outside the valid window indicating that the position determined in the previous steps 20 and 22 is incorrect, the calculated characteristic of the curve is used to calculate the angle set point in step 32 using Equation 2 above. . They are immediately sent to the drive system to control the tilting of the vehicle.

적어도 각각의 커브에 위치하는 다음 단계 34에서, 컴퓨터(14)는 계산된 지오메트리 특성과 데이터베이스에 저장된 특성을 비교함에 의해 레일 트랙상의 차량의 위치를 보정하여 열차가 커브를 떠나기 시작하는 시간을 정확히 결정하게 된다.In the next step 34 located at least on each curve, the computer 14 corrects the position of the vehicle on the rail track by comparing the calculated geometry characteristics with those stored in the database to accurately determine the time at which the train begins to leave the curve. Done.

프로세스는 단계 22로 복귀하여 차량과 다음 커브간의 거리를 계산한다.The process returns to step 22 to calculate the distance between the vehicle and the next curve.

상술한 제어 디바이스는 2개의 동작 모드, 즉 경사각 설정 포인트가 데이터베이스(16)로부터 추출된 특성으로부터 미리 생성되며 차량을 구비한 구동 시스템에 전송되어, 횡단하는 커브와 일치하도록 차량을 틸팅하는 제1 동작 모드와, 데이터베이스로부터의 데이터를 사용하여 컴퓨터에 의해 결정된 위치가 부정확한 경우 사용되며 측정된 값으로부터 계산된 지오메트리 특성이 각도 설정 포인트를 계산하는데 사용되는 경우인 제2 동작 모드를 가진다.The control device described above has a first operation in which the two operating modes, i.e., the tilt angle set point are generated from the characteristics extracted from the database 16 in advance and transmitted to the drive system with the vehicle, tilting the vehicle to match the traversing curve. And a second mode of operation which is used when the position determined by the computer using the data from the database is incorrect and the geometry characteristic calculated from the measured value is used to calculate the angle set point.

결과적으로, 레일 차량의 위치가, 예컨데 특성이 데이터베이스에서 이용가능하지 않기 때문에 결정될 수 없다할지라도, 커브에서 측정된 관성값을 사용하여 틸팅을 수행하는 것이 가능한다.As a result, even if the position of the rail vehicle cannot be determined, for example because the characteristic is not available in the database, it is possible to perform tilting using the measured inertia value in the curve.

물론, 본 발명의 따른 제어 방법은 상술한 실시예 또는 어플리케이션에 제한되지 않는다. 이와는 반대로, 본 발명에 따르는 제어 방법은 레일 트랙의 지오메트리와 일치하는 제어를 요구하는 레일 차량의 모든 제어 소자를 제어하는데 사용될 수 있다.Of course, the control method according to the present invention is not limited to the above-described embodiment or application. On the contrary, the control method according to the invention can be used to control all control elements of a rail vehicle which require control to match the geometry of the rail track.

따라서, 변형 어플리케이션에서, 본 발명에 따르는 제어 방법은 레일 차량의 승객의 편의를 개선하기 위하여 액티브 횡 써스펜션의 제어 소자를 제어하는데 사용될 수 있다.Thus, in a variant application, the control method according to the invention can be used to control the control elements of the active transverse suspension in order to improve the passenger comfort of the rail vehicle.

상술한 종류의 액티브 써스펜션 제어 방법은 도 3에 도시된 동작과 동일한 동작이며, 이 방법을 구현하기 위한 제어 디바이스는 도 2에 도시된 바와 같은 블럭도이다. 컴퓨터(14)에 의해 수행되는 단계 28 및 32의 내부 계산만이 액티브 횡 써스펜션을 제어하는데 필요한 값을 계산하기 위하여 변형된다. 그러나, 이미 설명된 것과 같은 방식으로, 단계 28는 액티브 써스펜션용 제어 설정 포인트를 계산하기 위하여 단계 24에서 데이터베이스로부터 추출된 지오메트리 특성을 사용하며, 단계 32는 액티브 써스펜션 제어 설정 포인트를 계산하기 위하여 제1 단계 18에서 계산된 지오메트리 특성을 사용한다. 액티브 써스펜션 제어 설정 포인트를 계산하기 위한 방정식은 종래의 것이며 따라서 이하 상세히 설명되지 않는다. 따라서, 레일 차량의 액티브 써스펜션이 제어 횡 댐퍼를 포함한다면, 단계 28 및 32에 영향을 미치는 계산은 예컨데 레일 차량이 커브를 가장 편안하게 타고넘을 수 있도록 댐핑 계수를 제공한다.The active suspension control method of the kind described above is the same operation as that shown in FIG. 3, and the control device for implementing the method is a block diagram as shown in FIG. Only the internal calculations of steps 28 and 32 performed by the computer 14 are modified to calculate the values needed to control the active lateral suspension. However, in the same manner as already described, step 28 uses the geometry characteristics extracted from the database in step 24 to calculate the control set point for active suspension, and step 32 uses the first feature to calculate the active suspension control set point. Use the geometry properties calculated in step 18. The equations for calculating the active suspension control set point are conventional and therefore will not be described in detail below. Thus, if the active suspension of the rail vehicle includes a control transverse damper, the calculations affecting steps 28 and 32 provide a damping coefficient, for example, so that the rail vehicle can ride the curve most comfortably.

액티브 횡 써스펜션을 제어하는데 적용되는 상술한 종류의 제어 방법은 액티브 써스펜션이 커브와 일치하게함으로써 차량의 편의를 크게 개선하여 액티브 써스펜션의 반응과 커브에서의 차량의 위치사이의 상 차이에 의해 발생될 수 있는 여 및 롤의 현상을 회피하게 된다.The above-described control method applied to controlling the active lateral suspension greatly improves the convenience of the vehicle by making the active suspension coincide with the curve, which can be generated by the phase difference between the response of the active suspension and the position of the vehicle on the curve. The phenomenon of excess rolls and rolls is avoided.

따라서, 또 다른 변형 어플리케이션에서, 본 발명에 따르는 제어 방법은 보기의 배향축의 위치 결정을 제어하는데 사용된다. 이 경우, 이 제어 방법 및 이 방법을 구현하기 위한 제어 디바이스는 이전에 설명된 것과 동일하며, 단계 28 및 32의 내부 계산용 방정식들은 단지 서로 다르게 되어 제어 설정 포인트들이 커브의 곡률 반경을 트래킹하게 하는 배향축에 제어 설정 포인트를 제공하게 된다. 배향축용의 상술한 종류의 제어 방법은 축의 이동이 타고넘는 커브와 일치하게하며 축과 레일 트랙간의 힘 및 마찰을 크게 감소시키며, 따라서 레일 트랙의 마멸을 크게 감소시킨다.Thus, in another variant application, the control method according to the invention is used to control the positioning of the orientation axis of the bogie. In this case, this control method and the control device for implementing the method are the same as previously described, and the equations for the internal calculations of steps 28 and 32 are only different so that the control set points track the curvature radius of the curve. Provide a control set point on the orientation axis. The above-described control method for the alignment axis makes the movement of the axis coincide with the overwhelming curve and greatly reduces the force and friction between the axis and the rail track, thus greatly reducing the wear of the rail track.

본 발명의 따르는 제어 방법의 어플리케이션에 상관없이, 제어 방법은, 제어 설정 포인트가 데이터베이스(16)로부터 추출된 특성으로부터 미리 발생되며 차량 구비 구동 시스템에 전송되어 제어 소자가 횡단하는 커브와 일치하여 작용하도록 하는 제1 동작 모드와, 데이터베이스로부터의 데이터를 사용하여 컴퓨터에 의해 결정된 위치가 부정확한 경우 및 측정된 값으로부터 계산된 지오메트리 특성이 제어 설정 포인트를 계산하는데 사용되는 경우에 사용되는 제2 동작 모드로 이루어지는 제어 디바이스의 2가지 분리된 동작 모드를 제공한다.Regardless of the application of the control method according to the invention, the control method is such that the control set point is generated in advance from the characteristics extracted from the database 16 and transmitted to the on-vehicle drive system to act in accordance with the curve traversing the control element. And a second operating mode used when the position determined by the computer using the data from the database is incorrect and the geometry characteristic calculated from the measured values is used to calculate the control set point. It provides two separate modes of operation of the control device.

결과적으로, 레일 차량의 위치가 예컨데, 특성이 데이터베이스에서 이용가능하지 않기 때문에, 결정될 수 없다할지라도, 커브에서 측정된 관성값을 사용하여제어 소자를 제어하는 것은 가능하다. 따라서, 레일 차량이 움직이기 시작하는 상태 동안, 제어 방법은 차량의 위치가 측정값과 데이터베이스로부터의 값을 비교함에 의해 동적으로 결정될 때까지 제2 동작 모드에 따라 동작하도록 할 수 있다.As a result, it is possible to control the control element using the measured inertia value in the curve, even if the position of the rail vehicle is not able to be determined, for example because the characteristic is not available in the database. Thus, during a state in which the rail vehicle starts to move, the control method may cause the vehicle to operate according to the second mode of operation until the position of the vehicle is dynamically determined by comparing the measured value with a value from the database.

상술한 본 발명은 경제적으로 구현할 수 있으며, 트랙을 따라 비콘을 제공하는 것과 같이 레일 차량의 순간 위치, 및 측정된 관성값으로부터 계산된 특성과 데이터베이스에서의 특성을 비교함에 의해 결정되는 이동 차량의 위치를 결정하는데 관습적으로 사용되는 복잡하고 값비싼 자원을 요구하지 않는다.The invention described above is economically feasible and can be economically implemented and the position of a moving vehicle determined by comparing the instantaneous position of the rail vehicle, such as providing a beacon along the track, and the characteristics calculated from the measured inertia values and the characteristics in the database. It does not require complex and expensive resources that are customarily used to determine this.

결국, 본 발명은 레일 차량의 위치를 결정하기 위하여 구동기의 일부상에 임의의 조작 또는 데이터의 입력을 요구하지 않으며, 따라서 구동기 에러에 민감하지 않게 된다.As a result, the present invention does not require any manipulation or input of data on the part of the driver in order to determine the position of the rail vehicle, and thus becomes insensitive to driver errors.

Claims (13)

레일 트랙의 기술적 지오메트리 특성이 차량에 탑승해서 관성값을 측정함에 의해 계산되며 제어 소자용 제어 설정 포인트가 상기 특성으로부터 발생되는, 상기 레일 트랙의 제어 소자를 제어하는 방법에 있어서,In the method for controlling the control element of the rail track, the technical geometry characteristic of the rail track is calculated by measuring the inertia value on board the vehicle and a control set point for the control element is generated from the characteristic. 계산된 지오메트리 특성을 데이터베이스(16)에 저장되며 학습 프로세스에 의해 얻어진 지오메트리 특성과 비교함에 의해 횡단하고 있는 레일 트랙상의 상기 차량의 위치를 결정하는 단계,Determining the position of the vehicle on the rail track traversing by comparing the calculated geometry characteristic to database 16 and comparing it with the geometry characteristic obtained by the learning process, 상기 데이터베이스(16)로부터 다음 커브에 대응하는 지오메트리 특성을 추출하는 단계, 및Extracting geometry characteristics corresponding to the next curve from the database 16, and 상기 추출된 특성으로부터 상기 제어 소자용 제어 설정 포인트를 미리 발생시키는 단계Generating a control set point for the control element from the extracted characteristic in advance 를 포함하는 제어 방법.Control method comprising a. 제1항에 있어서, 상기 제어 소자의 제어 설정 포인트를 발생시키기 전에 상기 계산된 지오메트리 특성들 중 적어도 하나는 상기 데이터베이스로부터 추출된 각각의 데이터로부터 발생된 상기 레일 차량의 위치를 유효화하며 상기 레일 차량의 추정 위치에 대응하기 위한 윈도우와 비교되며, 상기 계산된 지오메트리 특성들 과 상기 유효 윈도우간에 일치가 되지 않는 경우 상기 제어 소자용 제어 설정 포인트가 상기 계산된 지오메트리 특성으로부터 발생되는 제어 방법.The method of claim 1, wherein at least one of the calculated geometrical characteristics prior to generating a control set point of the control element validates the position of the rail vehicle generated from each data extracted from the database. And a control set point for the control element is generated from the calculated geometry characteristic if there is a mismatch between the calculated geometry characteristics and the valid window. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 차량의 위치를 결정하는 상기 단계는 상기 차량이 상기 계산된 지오메트리 특성과 상기 데이터베이스에 저장된 특성을 비교함에 의해 횡단하고 있는 상기 레일 트랙을 식별하는 단계와, 상기 레일 차량의 측정된 속도로부터 다음 커브에 대한 거리와 상기 데이터베이스로부터 추출된 상기 커브를 선행하는 직선부의 길이를 계산하는 단계를 포함하는 제어 방법.3. The method of claim 1 or 2, wherein determining the position of the vehicle comprises identifying the rail track the vehicle is traversing by comparing the calculated geometry characteristic with a characteristic stored in the database; Calculating a distance to a next curve and a length of a straight portion preceding the curve extracted from the database from the measured speed of the rail vehicle. 제3항에 있어서, 적어도 각각의 커브가 있다면, 상기 레일 트랙상의 상기 차량의 위치는 상기 커브를 타고넘는 동안 계산된 지오메트리 특성과 상기 데이터베이스에 저장된 특성을 비교함에 의해 정정되는 제어 방법.4. The method of claim 3, wherein, if there is at least each curve, the position of the vehicle on the rail track is corrected by comparing the geometry characteristic calculated while traversing the curve with the characteristic stored in the database. 제1항 내지 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 소자의 동작에서 발생되는 시간 지연의 보상을 가능하게 하며 상기 차량에서의 각각의 차의 위치에 의존하는 시간에서 상기 레일 차량의 각각의 차를 구비하는 상기 제어 소자에 상기 제어 설정 포인트를 전송하는 단계를 더 포함하는 제어 방법.5. A vehicle according to any one of the preceding claims, wherein the respective vehicle of the rail vehicle at a time that enables compensation of the time delay incurred in the operation of the control element and depends on the position of each car in the vehicle. And transmitting the control set point to the control element having a. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 소자는 액티브 써스펜션의 소자인 제어 방법.The control method according to any one of claims 1 to 5, wherein the control element is an element of an active suspension. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 소자는 보기의 배향가능한 축의 위치를 제어하는 소자인 제어 방법.6. The method according to claim 1, wherein the control element is an element that controls the position of the orientable axis of the bogie. 제1항 내지 제5항중 어느 한 항에 있어서, 상기 제어 소자는 틸팅 레일 차량의 틸트를 제어하는 소자이며, 상기 제어 설정 포인트는 경사각 설정 포인트인 제어 방법.The control method according to any one of claims 1 to 5, wherein the control element is an element for controlling the tilt of the tilting rail vehicle, and the control set point is an inclination angle set point. 제8항에 있어서, 상기 틸팅 차량의 경사를 제어하기 위해, 상기 데이터베이스(16)로부터 추출된 각각의 커브에 대한 상기 레일 차량의 경사용 하중 계수가 상기 각도 설정 포인트에 적용되는 제어 방법.9. A control method according to claim 8, wherein the inclination load coefficient of the rail vehicle for each curve extracted from the database (16) is applied to the angle set point to control the inclination of the tilting vehicle. 관성값을 측정하기 위한 수단(12)과, 차량이 측정된 관성값으로부터 횡단하고 있는 레일 트랙의 기술적 지오메트리 특성을 계산하며 상기 계산된 지오메트리 특성으로부터 제어 소자용 제어 설정 포인트를 발생시키기 위해 개조된 컴퓨터(14)를 포함하는 형태의, 상기 레일 차량의 제어 소자를 제어하기 위한 디바이스에 있어서,Means 12 for measuring the inertia value and a computer adapted to calculate the technical geometry characteristics of the rail track the vehicle traverses from the measured inertia value and to generate a control set point for the control element from the calculated geometry characteristic A device for controlling a control element of said rail vehicle of the form comprising (14), 상기 컴퓨터(14)는 이에 저장되며 학습 프로세스에 의해 이미 얻어진 데이터베이스(16)에 저장된 지오메트리 특성과 상기 계산된 지오메트리 특성을 비교함에 의해 상기 레일 차량의 위치를 결정하기 위한 수단을 포함하며,The computer 14 includes means for determining the position of the rail vehicle by comparing the calculated geometry characteristic with the geometry characteristic stored therein and stored in the database 16 obtained by the learning process, 다음 커브를 타고넘기 위한 제어 설정 포인트는 상기 제어 소자가 상기 커브와 일치하도록 제어하기 위하여 상기 데이터베이스로부터 추출된 상기 커브의 특성으로부터 미리 발생되는 제어 디바이스.A control set point for skipping a next curve is generated in advance from the characteristics of the curve extracted from the database to control the control element to match the curve. 제10항에 있어서, 상기 제어 소자는 틸팅 레일 차량의 경사를 제어하는 소자이며, 상기 제어 설정 포인트는 상기 레일 차량용 경사각 설정 포인트인 제어 디바이스.The control device according to claim 10, wherein the control element is an element for controlling the inclination of the tilting rail vehicle, and the control set point is an inclination angle set point for the rail vehicle. 제10항에 있어서, 상기 제어 소자는 액티브 횡 써스펜션의 소자인 제어 디바이스.11. The control device of claim 10, wherein the control element is an element of an active transverse suspension. 제10항에 있어서, 상기 제어 소자는 보기(bogie)의 배향가능한 축의 위치를 제어하는 소자인 제어 디바이스.The control device of claim 10, wherein the control element is an element that controls the position of the bogie's oriented axis.
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